Application of Quantum Computing Approaches for Solving Optimization Problems
[ 1 ] Wydział Informatyki i Telekomunikacji, Politechnika Poznańska | [ SzD ] doctoral school student
[ 1 ] Instytut Informatyki, Wydział Informatyki i Telekomunikacji, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
PL Zastosowanie metod obliczeń kwantowych do rozwiązywania problemów optymalizacyjnych.
english
- quantum computing
- optimization
- QAOA
- informatyka kwantowa
- optymalizacja
- QAOA
EN This doctoral thesis addresses the challenge of applying quantum algorithms to different optimization problems. It provides detailed analyses of well-known quantum algorithms such as QAOA, the Quantum Alternating Operator Ansatz, the Feedback-based Algorithm for Quantum Optimization, and a novel approach involving the relaxation of constraints. These methods are applied for solving selected classical optimization problems like the Job Shop Scheduling Problem, as well as real-world optimization problems, such as Tactical Aircraft Deconfliction and the Electric Motor Vehicle Charging Problem. Furthermore, several high-level tools designed for users interested in quantum applications are introduced. These include a platform for launching combinatorial optimization problems, the modular tool QCG-QuantumLauncher for solving problems with quantum algorithms on real quantum hardware and a new decision support tool for human air traffic controllers.
PL Rozprawa doktorska dotyczy zastosowania algorytmów kwantowych do rozwiązywania problemów optymalizacyjnych. Obejmuje ona szczegółowe analizy znanych algorytmów, takich jak QAOA, Quantum Alternating Operator Ansatz, algorytm FALQON oraz nowe podejście wykorzystujące relaksację ograniczeń. Metody te są stosowane do rozwiązywania wybranych klasycznych problemów optymalizacyjnych, takich jak Job Shop Scheduling Problem, a także rzeczywistych problemów optymalizacyjnych, takich jak dekonfliktacja taktyczna statków powietrznych oraz problem ładowania pojazdów elektrycznych. Dodatkowo wprowadzono szereg zaawansowanych narzędzi przeznaczonych dla użytkowników zainteresowanych zastosowaniami kwantowymi, w tym platformę do uruchamiania problemów optymalizacji kombinatorycznej, modułowe narzędzie QCG-QuantumLauncher do rozwiązywania problemów za pomocą algorytmów kwantowych na rzeczywistym sprzęcie kwantowym oraz narzędzie wspomagające decyzje dla kontrolerów ruchu lotniczego.
122
information and communication technology
public
Wojciech Bożejko
22.01.2025
polish
public
Ireneusz Czarnowski
Gdynia, Polska
04.02.2025
polish
public
Maciej Malawski
Kraków, Polska
05.02.2025
polish
public
dissertation before defense
Poznań, Polska
15.04.2025